21 de nov de 2011

Aceleradores cósmicos de partículas começam a ser compreendidos

No espaço, grandes campos magnéticos guiam as partículas conhecidas como raios cósmicos ao longo do Universo a uma velocidade próxima à da luz - são os aceleradores naturais de partículas. [Imagem: NASA/ESA/Hubble Heritage Team et al.]

Aceleradores naturais - As sondas espaciais da missão Cluster, da ESA, descobriram que os aceleradores de partículas cósmicas são mais eficientes do que se pensava. A descoberta revelou, pela primeira vez, as fases iniciais dos aceleradores naturais de partículas do Universo. Todos os aceleradores de partículas necessitam de uma forma de iniciar o processo de aceleração. Por exemplo, o Large Hadron Collider (LHC), recorre a uma série de pequenos aceleradores que põem as partículas em movimento antes de estas serem injetadas no anel principal, de 27 km de comprimento, onde atingem a velocidade desejada. No espaço, grandes campos magnéticos guiam as partículas conhecidas como raios cósmicos ao longo do Universo a uma velocidade próxima à da luz, mas são pouco eficientes em dar o empurrão inicial. Como as partículas de alta energia atingem a Terra, os cientistas sabiam que os aceleradores naturais funcionam, embora ainda não compreendessem como se dava essa aceleração inicial.

Arco de choque magnético - A missão Cluster agora mostrou que, também no espaço, ocorre um processo semelhante ao que acontece no LHC, com acelerações graduais. As quatro sondas da missão Cluster passaram pela região conhecida como arco de choque magnético da Terra. O alinhamento das quatro era quase perfeito, o que permitiu analisar o que se passava com os elétrons em escalas temporais muito curtas, de 250 milissegundos ou menos. As medições mostraram que a temperatura dos elétrons aumenta bruscamente, criando condições favoráveis a uma aceleração em larga escala. Já se suspeitava que o arco de choque magnético tinha esta capacidade, mas a dimensão do mesmo, bem como os detalhes do processo, eram difíceis de compreender.

Arco fino - A equipe de Steven Schwartz, do Imperial College, em Londres, usou os dados das sondas Cluster para estimar a espessura do arco de choque. Isto é importante porque, quanto mais fino o arco, mais fácil é acelerar as partículas. "Com estas observações, descobrimos que o arco é o mais fino possível," diz Schwartz.  "Fino", neste caso, corresponde a cerca de 17 km - estimativas anteriores previam espessuras das camadas de choque acima da Terra de cerca de 100 km.
As quatro sondas da missão CLUSTER ficaram quase perfeitamente alinhadas ao longo do arco de choque magnético da Terra. [Imagem: ESA/AOES Medialab]

É a primeira vez que se vê com tal detalhamento a região inicial de aceleração das partículas cósmicas. Este conhecimento é importante já que os arcos de choques estão por todo o lado no Universo - eles são criados sempre que um meio em movimento atinge um obstáculo ou outro fluxo.

Arcos de choque - O processo pode ser compreendido comparando-o com o que ocorre com um avião supersônico. O avião atinge continuamente a atmosfera antes que as moléculas de ar consigam desviar-se, formando uma onda de choque à frente do avião, que provoca um som característico, conhecido com "boom sônico". No Sistema Solar, o Sol libera um vento solar acelerado e carregado eletricamente. Quando este vento solar encontra o campo magnético terrestre, forma-se um arco de choque permanente à frente do nosso planeta.As sondas Cluster têm sido essenciais no estudo deste fenômeno - os cientistas acreditam que os novos resultados, mesmo obtidos para um ponto em particular, podem ser aplicáveis em larga escala. Também se encontram arcos de choque em volta de estrelas em explosão, estrelas jovens, buracos negros e galáxias. Os cientistas suspeitam que estes possam estar na origem dos raios cósmicos de altas energias que preenchem o universo.
A missão Cluster demonstrou que os arcos de choque muito finos podem ser vitais para desencadear o processo de aceleração nestes locais. Pode não ser a única forma de iniciar as coisas, mas é definitivamente uma forma.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Presença de metano pode indicar vida em um planeta

Astrônomos se perguntam, há várias décadas, se pode existir vida em outros planetas. E o “método” para encontrá-la, na verdade, é muito simples: verificar se existe água no planeta em questão. A partir daí, é possível que haja vida. Mas cientistas americanos trabalham com a possibilidade de que a água talvez não seja tão fundamental assim. No caso da Terra, a água está presente no estado líquido. Suas características permitem que haja movimentação de moléculas e elementos químicos necessária para o desenvolvimento da vida, o que sempre fez os astrônomos a considerarem indispensável. Mas pesquisadores da NASA afirmam que outros corpos celestes podem ser substitutos que cumpram o papel da água. A base para essa teoria é Saturno. Pense em um gigantesco planeta, rodeado por aneis e situado a 1,4 bilhões de quilômetros do sol. Saturno tem uma série de satélites naturais, alguns dos quais são até maiores do que o planeta Mercúrio. Uma destas grandes luas, Titã, chega a ter a sua própria atmosfera, fator que intriga os astrônomos desde 1944. Neste ano, o cientista Gerard Kuiper detectou metano na superfície de Titã. Mas a temperatura dessa superfície é de 179° Celsius negativos, ou seja, menos de cem graus acima do zero absoluto. Diante dessa condição climática, a água presente em Titã é dura como pedra. E o líquido que corre por rios desse satélite nada mais é do que metano líquido. E os cientistas afirmam que há condições perfeitamente razoáveis para que o metano líquido, sob determinadas condições físicas e químicas, faça exatamente as funções que a água desempenha na Terra. O conjunto dessas condições seria o que os astrônomos chamam de “zona habitável de metano”: áreas onde a vida poderia se desenvolver. Embora possa parecer um sonho distante, os cientistas encontraram um corpo celeste que reúne tais condições. De pequeno porte (anã vermelha), situada a 20 anos-luz da Terra, está a estrela Gliese 581. Essa estrela ficou famosa no meio astronômico, há alguns anos, justamente porque ao seu redor há planetas com condições para serem habitados. Conforme as estimativas dos cientistas, nenhum dos quatro planetas que orbitam a estrela Gliese 581 possui exatamente a “zona habitável de metano”, em seu estado ideal, mas estão próximos desse ponto. E já se sabe que corpos celestes que contêm metano podem muito bem coexistir com estrelas, e a lua de Titã é uma prova disso. Ainda não há evidências definitivas de que realmente poderia haver vida em um planeta que reunisse essas condições, mas cada vez mais indícios apontam nessa direção.
Fonte: http://hypescience.com
[Space]

Edwin Hubble Georges Lemaitre descobriu a expansão do Universo

George Lemaitre descobriu a expansão do Universo e criou a Teoria do Big Bang, entre outras contribuições à ciência. [Imagem: NASA/ESA/A. Feild(STScI)]

Segundo famoso - Um artigo publicado na edição desta semana da revista Nature vem corrigir duas injustiças históricas na área da cosmologia. O verdadeiro descobridor da expansão do Universo foi o cosmólogo belga Georges Lemaitre, que publicou seus cálculos no ano de 1927, dando finalmente uma solução dinâmica para as equações de Einstein. A segunda injustiça a ser corrigida é que Edwin Hubble, a quem vem sendo atribuída incorretamente a autoria da descoberta, não usou sua influência para ganhar a primazia sobre o feito. As revelações foram feitas graças ao trabalho de detetive do astrofísico Mario Livio, que trabalha justamente no instituto que coordena as pesquisas do Telescópio Espacial Hubble - o telescópio mais famoso do mundo, cujo nome homenageia justamente o agora demovido Edwin Hubble.

Lemaitre descobre a expansão do Universo - Georges Lemaitre publicou suas conclusões sobre a expansão do Universo em 1927, baseando-se em dados sobre o desvio para o vermelho de galáxias distantes. Seu grande erro parece ter sido publicar seus resultados em francês, em um jornal científico belga pouco conhecido, chamado Annales de la Société Scientifique de Bruxelles. O norte-americano Edwin Hubble só publicou seus resultados, em inglês, dois anos mais tarde, em 1929, chegando às mesmas conclusões de Lemaitre. Hubble nunca ganhou um Nobel por isto, embora o Nobel de Física de 2011 tenha homenageado a descoberta de que esta expansão está se acelerando. Mas seu nome passou a constar dos livros de história, do nome da chamada Constante de Hubble, que mostra a taxa de expansão do Universo, e do telescópio mais famoso do mundo. Lemaitre, por sua vez, é praticamente desconhecido.

Trechos deletados - O mundo provavelmente ainda não saberia da descoberta de Lemaitre se não fosse o fato de que o seu trabalho foi traduzido para o inglês, e publicado na renomada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Esta tradução foi publicada em 1931, quando as coisas estavam bem recentes, e Hubble ainda não havia entrado para a história de forma definitiva. Ou seja, daria tempo para corrigir a injustiça. Mas entra então em cena o segundo episódio desta história intrigante: a tradução para o inglês do estudo de Lemaitre simplesmente deletou as partes sobre a descoberta da expansão do Universo. Teoria da conspiração? O fato é que muitos dedos resolveram apontar para o próprio Hubble, que teria usado de sua influência para eclipsar a descoberta de seu rival e ficar com a fama. Mas quem teria sido o verdadeiro responsável? A própria revista teria cortado os parágrafos comprometedores para Hubble? Ou seria mesmo o próprio Hubble que teria usado sua influência para eliminar o concorrente?  O trabalho de Mario Livio vem corrigir também esta injustiça. Ele revisou uma série de cartas na Royal Astronomical Society, incluindo uma de Lemaitre, que mostram que o cosmólogo belga sabia do corte e concordou com ele.

Partindo de sua descoberta da expansão do Universo, Lemaitre inverteu o movimento e idealizou sua "hipótese do átomo primordial", que passou a ser conhecida como Teoria do Big Bang. [Imagem: Wikimedia]

Crédito a Lemaitre - O fato de ter concordado em não publicar os parágrafos cruciais, contudo, não tira sua primazia da descoberta da expansão do Universo. Porque ele concordou com isto, mesmo depois de Hubble ter publicado conclusões semelhantes mais tarde, ninguém sabe.
A revista Nature levanta algumas conjecturas:
"Talvez Lemaitre estivesse simplesmente lisonjeado demais por ser convidado a traduzir o seu artigo e, consciente da importância de Hubble entre os falantes em inglês, e com medo das repercussões, ou talvez desejoso de ingressar na Royal Astronomical Society - talvez ele próprio tenha se autocensurado."  A revista conclui que o caso contra Hubble, com as acusações de tentativa de anular o concorrente, devem ser arquivadas. Mas igualmente devem ser levantados os verdadeiros créditos para Lemaitre. "O nome do belga é um candidato valioso para o nome de uma futura missão espacial," conclui a revista.

Lemaitre lança a Teoria do Big Bang - O fato é que esta não é a única injustiça contra Lemaitre. Afora o fato de ser reconhecidamente muito modesto e avesso à fama, talvez o "grande erro" de Georges Lemaitre seja bem outro. Sempre houve um enorme preconceito contra ele na comunidade científica porque, embora fosse físico, astrônomo e professor universitário, ele tinha também outra ocupação - a maioria dos textos fala sobre o físico Hubble e o padre Lemaitre. O fato é que o padre-cientista foi um dos gênios de uma geração que começou com Maxwell e incluiu Einstein, Heisenberg, Planck, Bohr, Schrodinger e Godel. E a expansão do Universo não foi sua única contribuição para a ciência. Partindo de sua descoberta da expansão do Universo, ele inverteu o movimento e idealizou sua "hipótese do átomo primordial", mais tarde refinada por George Gamow. Esta teoria é hoje bem conhecida do público, mas com o nome de "Teoria do Big Bang" - este foi um termo sarcástico criado por Fred Hoyle, um físico defensor do universo estacionário, mas foi o nome que pegou. Os créditos adequados para Lemaitre provavelmente serão dados apenas quando uma outra geração de gênios conseguir superar todas as teorias atuais, as dele inclusive, e ninguém mais der peso à autoria de teorias ultrapassadas.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Verão Cruel

O pequeno quadrado verde mostrado na imagem acima de Mercúrio marca o ponto de zero grau de latitude e de 180º de longitude na superfície do planeta. Esse é um dos dois chamados polos quentes de Mercúrio. O outro fica nas coordenadas 0º de latitude e de 0º de longitude. Uma relação entre a excentricidade da órbita de Mercúrio e a sua rotação se combinam para que um ou outro desses polos quentes esteja apontando para o Sol quando Mercúrio passa o mais perto da estrela durante a sua órbita e o Sol então fica diretamente acima desses pontos por mais tempo do que qualquer outro ponto de Mercúrio. Desse modo, os chamados polos quentes recebem aproximadamente duas vezes e meia mais radiação solar do que os pontos em 90º e 270º de longitude e por esse motivo são muito mais quentes. Como o eixo de rotação de Mercúrio não possui essencialmente nenhuma inclinação com relação ao seu plano orbital, como no caso da Terra em que essa inclinação é de aproximadamente 23º, Mercúrio não possui estações verdadeiras. Mas dependendo da localização porções de sua superfície experimentam o que pode ser chamado de um verão muito quente.

Nasa lança neste sábado jipe para procurar vida em Marte

Ilustração do jipe Curiosity em solo marciano; missão no planeta vermelho começa com lançamento nesta semana
Neste sábado (26), a Nasa tenta iniciar uma nova investida até o planeta vermelho. O objetivo: achar os ingredientes da vida em Marte. O encarregado de realizar a tarefa é o jipe Curiosity, um grandalhão que tem quase o tamanho de um automóvel (três metros de comprimento e quatro toneladas). O projeto custou US$ 2,5 bilhões, e a missão deve durar pelo menos um ano marciano (687 dias). Movido a energia nuclear, o jipe terá mais eletricidade que qualquer outro dispositivo em Marte, sem depender de painéis solares. Poderá trabalhar dia e noite.

VIVENDO E APRENDENDO - Em 1976, duas espaçonaves, Viking-1 e 2, levaram ao solo marciano experimentos dedicados à detecção de vida. A ideia era misturar nutrientes ao solo. Se desse reação positiva, pronto: bactérias extraterrestres. Quando o experimento foi conduzido na prática, ocorreu o inesperado. A superfície marciana parecia estar cheia de uma substância capaz de degradar a solução nutritiva enviada nas naves. Resultado: muitos bilhões de dólares para um teste inconclusivo.  Desde então, a Nasa tem sido cautelosa. A estratégia foi quebrada em três etapas, e o novo jipe que está prestes a decolar representa uma transição para a segunda. Primeiro, os cientistas decidiram se pautar pelo mote: "siga a água". Foi com base nele que as sondas Mars Global Surveyor e Mars Reconnaissance Orbiter buscaram sinais de fluxos de água (passados, recentes e presentes). A sonda Mars Odyssey mapeou a presença de gelo no subsolo, e a sonda Phoenix confirmou o achado. Finalmente, os jipes Spirit e Opportunity buscaram sinais minerais de interação da água com as rochas, indicando que no passado Marte já foi mais quente e teve atmosfera mais densa.  Além da água, há outras duas coisas de que a vida precisa para prosperar. Uma delas é energia, que o Sol pode fornecer em Marte, a despeito da maior distância que o planeta guarda da estrela, em comparação com a Terra. A outra é a presença de compostos orgânicos, os tijolos da vida. Por isso, o foco agora não é mais a água (que já existiu na cratera Gale, onde o novo jipe deve pousar), e sim o carbono. "Entre 2010 e 2020 mudamos o foco, queremos procurar os chamados ambientes habitáveis", disse à Folha o engenheiro brasileiro Ramon de Paula, executivo de programa no quartel-general da Nasa envolvido com missões marcianas. "Entre 2020 e 2030, a última etapa: o retorno de amostras de Marte, em busca de sinais de vida", afirma. O Curiosity está equipado com dez instrumentos científicos. Ele vai perfurar o solo para análise, buscar compostos orgânicos e medir o nível de radiação solar e cósmica.  Para descer o "jipão" até o solo, a Nasa usará uma técnica inédita: um sistema de propulsores que executará a parte final do pouso e descerá o jipe por um cabo, para depois soltá-lo e voltar a voar, caindo mais adiante. Nada de airbags, como os jipes anteriores enviados a Marte. "Isso foi testado na Terra, mas podemos ter imprevistos lá", diz Ramon de Paula. O teste final será na madrugada do dia 6 de agosto de 2012, quando o Curiosity deve tocar o solo marciano.
Fonte: FOLHA.COM

As dunas marcianas

Esta semana o Orbitador para Reconhecimento de Marte (MRO na sigla em inglês) liberou algumas imagens muito interessantes da superfície marciana. Lançado pela NASA em 2005, o MRO já cobriu completamente a superfície de Marte algumas dezenas vezes, provavelmente, e o interessante é que existem fotos obtidas com um intervalo razoável de tempo entre elas. Essa sequência temporal de imagens meio que forma um filme da dinâmica marciana. Essas sequências publicadas agora pelo pessoal da Universidade Johns Hopkins, dos EUA, mostram que as dunas de areia se alteram e se movem com o passar dos anos. Em suma, essas imagens mostram que a superfície marciana tem uma dinâmica muito maior que a imaginada até hoje. Bom, o lance é o seguinte, desde a década de 1970 as sondas Vikings já mostravam que a superfície marciana não era estática. Os orbitadores que se seguiram, também mostravam diferenças entre fotos tiradas com um certo intervalo de tempo. Os jipes marcianos também tiraram centenas de fotos de “rodamoinhos” de poeira (conhecidos como “dust devils”).  uriosamente, a ação desses rodamoinhos por vezes era percebida no monitoramento dos circuitos elétricos dos jipes. Isso porque, às vezes, um rodamoinho desses limpava a poeira dos painéis solares e com isso aumentava a carga das baterias. Então, qual a novidade agora?  É que as fotos anteriores dos orbitadores e mesmo dos jipes marcianos sempre mostraram registros de atividade de mudança da poeira mais fina do solo marciano. Essa poeira é mais leve que a areia marciana e portanto mais fácil de ser carregada. As câmeras dos orbitadores até sugeriam que as dunas de areia se alteravam, mas a falta de resolução delas impediam uma posição definitiva sobre isso. Essa é a grande diferença das imagens do MRO e as anteriores, a resolução. Com poder para destacar objetos (ou distâncias) de pouco menos que um metro, as câmeras do MRO registraram a areia de dunas sendo carregada pelo vento marciano, alterando a paisagem do planeta. Essa foto por exemplo é uma composição feita a partir de uma imagem de 2008 e outra de 2010 de uma duna de areia na região polar norte de Marte. A diferença entre elas mostra que a areia chegou a ser carregada pelo vento por quase 3 metros. Algo nunca antes detectado!  Esses resultados podem indicar duas coisas, ou a poeira é mais leve do que se pensava, ou o vento marciano tem rajadas mais intensas. Na verdade, as duas coisas devem estar certas, mas o time liderado por Nathan Bridges acredita que a segunda possibilidade deve ser mais importante. Testes em túneis de vento mostram que, para que amostras de areia de determinados desertos terrestres (que se pensa ser muito parecida com a areia marciana) precisam de rajadas de 130 km/h para se mover em Marte, muito mais do que os 16 km/h necessários para a areia se mover na Terra. Essa diferença é explicada pelo fato de que a atmosfera marciana é muito menos densa que a terrestre. As tempestades de poeira em Marte podem durar meses ou anos, como já foi observado. Mas a surpresa foi constatar que rajadas com essa velocidade podem ser atingidas em diversos pontos de Marte. Mas nem todas as dunas parecem se mover em Marte. Essas devem ter areia mais pesada que a média, mas ainda assim, ao que tudo indica, essas dunas devem também se alterar. A diferença é que talvez elas precisam levar mais tempo do que já foi registrado até agora
Cráditos: Cássio Barbosa - http://g1.globo.com/platb/observatoriog1/

Cientistas criam método para dizer se exoplaneta pode abrigar vida

Grupo de astrobiólogos criou dois índices para avaliar os novos 'mundos'. Detalhes da metodologia serão explicados em artigo em revista científica.
Ilustração de um exoplaneta com luzes artificiais (Foto: David A. Aguilar (CfA))
Um grupo de pesquisadores internacional divulgou nesta segunda-feira (21) o primeiro método de análise de exoplanetas para dizer se eles podem ou não abrigar vida. Detalhes do estudo serão conhecidos na edição de dezembro da revista científica "Astrobiology" (astrobiologia, em inglês). Com cientistas da agência espacial norte-americana (Nasa), do Centro Espacial alemão e do projeto SETI - que busca por sinais de vida inteligente fora da Terra, o artigo defende que a procura deve se basear em duas questões: se as condições encontradas na Terra podem existir em outros planetas e se o ambiente nesses mundos pode abrigar formas de vida diferentes das terrestres. Para isso, eles criaram dois índices, que avaliam as condições de um exoplaneta para abrigar vida extraterrestre.

O primeiro deles se chama Índice de Similaridade Terrestre (ESI, na sigla em inglês) e classifica mundos parecidos com o nosso. Já o outro é o Índice de Habitabilidade Planetária (PHI, na sigla em inglês), que avalia parâmetros químicos e físicos que poderiam dar origem a formas "menos" terrestres de vida em exoplanetas. Atualmente, o número de exoplanetas conhecidos está em 600. A missão espacial Kepler, da Nasa, encontrou 1,2 mil candidatos a exoplanetas em 2011 por meio de interferências na luz que vem de estrelas. Estes possíveis mundos fora do Sistema Solar ainda deverão ser confirmados.

Como o número de exoplanetas revelados não para de crescer, o interesse dos astrônomos começa a se voltar mais para aqueles que possam reunir conduições parecidas com as da Terra: presença de atmosfera, água líquida na superfície e uma temperatura amena. Normalmente, mundos fora do Sistema Solar com essas condições encontram-se a distâncias convenientes em relação às estrelas que orbitam. Essa distância ideal é conhecida como região de "goldilocks". Mas os cientistas não querem se limitar a pesquisar apenas locais que tenham ambientes parecidos com o da Terra. Eles consideram que esta atitude seria uma "limitação" das possibilidades de estudos sobre exoplanetas e vida fora da Terra. Eles citam o exemplo de Titã, a maior das luas de Saturno, que possui lagos com hidrocarbonetos que poderiam abrigar formas diferentes de vida. Eles também não descartam as chances de vida em exoplanetas sem estrelas ao seu redor.

Novos dados do buraco negro Cygnus X-1

Por intermédio de dados de telescópios que captaram sinais de frequência na região do rádio, óptico e raios-X telescópios foi possível revelar novos detalhes sobre o nascimento do famoso buraco negro no sistema Cygnus X-1 que ocorreu cerca de 6 milhões de anos atrás. O sistema Cygnus X-1, está localizado perto de grandes regiões ativas de formação de estrelas na Via Láctea, e contém um buraco negro, em órbita estreita (cerca de 0,2 UA) com a estrela supergigante azul chamada HDE 226868. Este último estudo obteve valores notavelmente precisos de sua massa, rotação e distância da Terra. Usando o telescópio de raios-X Chandra, o Rossi X-ray Timing Explorer, e o satélite Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics, os cientistas foram capazes de determinar o spin de Cygnus X-1 com uma precisão sem precedentes, mostrando que o buraco negro está girando muito próximo da sua taxa máxima. Seu horizonte de eventos – o ponto de não retorno para o material que cai no buraco negro - está girando em torno de mais de 800 vezes por segundo. Usando observações ópticas da estrela companheira e seu movimento em torno de seu companheiro invisível, a equipe também fez a determinação mais precisa de sua massa, cerca de 14,8 vezes a massa do Sol. A estimativa de distância de Cygnus X-1 também foi obtida utilizando o National Radio Observatory's Very Long Baseline Array. A nova distância é de cerca de 6.070 anos-luz da Terra.
Fonte: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/cygnusx1.html
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